神戸大学農学部　　　　　　○多田明夫

水文・水環境研究部会企画セッション 8-2

農業土木における水質研究手法－観測・分析・ひろがり－　

1) 研究目的

2) 機器導入コスト3) ランニングコスト4) サンプル数5) 手間 ( 煩雑さ・処理時

間 )

6) 環境基準

測定項目の選定要因

制約制約

農業土木での

測定項目(1)

農業土木での

測定項目(2)

→ 将来、安定同位体／環境ホルモン安定同位体／環境ホルモン／農薬・重金属／農薬・重金属の分析へ？

・水温／水温／ pHpH ／／ ECEC ／／ SSSS 　－　基本　－　基本・ NN ／／ PP ／／ CODCOD 　　　　　　－　主要　　　　　　－　主要

・汚水還元や浄化汚水還元や浄化→　＋重金属重金属 湖沼　　　　　　　　湖沼　　　　　　　　→　＋バクテリアとバクテリアと Chl-aChl-a

→ オーソドックス／新しい変化　小オーソドックス／新しい変化　小

測定項目についての整理

基本的に公定法に準ずる基本的に公定法に準ずる　　　　 1) 工業用水試験法 (JISK0101)　　　　 2) 工業排水試験法 (JISK0102)　　　　 3) 上水試験法　　　　 4) 下水試験法　　　　 5) 水の分析　　　　 6) 土壌養分分析法　　　　 7) 土壌標準分析・測定法　　　　 8) 分析関連の学会報告・論文

測定法について

→→ 測定法間の互換性に問題／測定法間の互換性に問題／ Cross CheckCross Check 　必要　必要

1)1) 吸光光度分析吸光光度分析 (( 比色法比色法 ))　・分光光度計／吸光光度計 (UV/VIS)　※ FIA の導入　　　　　　　　　ー無機イオン、 ( 重 ) 金属イ

オン

2)2) 電気化学法電気化学法　・ ISE ／ pH 計／ DO 計／ ORP 計　・ EC 計　・ポーラログラフ　　　－各種元

素

測定機器(1)

←←1515 ～～ 4040 万万円円

←←100100 ～～ 300300 万万円円

3)3) 原子吸光・フレーム光度計原子吸光・フレーム光度計　　・励起⇔基底　黒鉛炉付→高感度・励起⇔基底　黒鉛炉付→高感度　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　－各種－各種 (( 重重 )) 金金

属属

測定機器(2)

4)4) 発光分光分析発光分光分析 ・・ ICPICP 、、 ICP-MSICP-MS 　　　　　　　　－各種元素の－各種元素の一斉分析一斉分析

←←150150 ～～ 500500 万万円円

←←20002000 万円万円～～

5)5) 蛍光光度分析／蛍光蛍光光度分析／蛍光 XX 線分析線分析 　　　　－各種－各種 (( 重重 )) 金属・無機化合物／各種金属・無機化合物／各種元素元素

測定機器(3)

7) ・ TOC 計／ C/N コーダー　 ・富栄養計／簡易水質計 (Hack 等 )　 ・ MS 　－同位体　　・ガス拡散法　・赤外分光　－有機化合物・官能基

6)6) クロマトグラフィークロマトグラフィー・ LC 、 HPLC 、 LC-MS 、イオンクロマト・ GC 、 GC-LC・ CE( キャピラリー電気泳動法 ) 、 CEC　　　　－無機・有機イオン、有機化合物、

VOC 、　　　　　農薬、ガス成分

←←3030 ～～ 5050 万万円円

←←150150 ～～ 600600 万円万円(MS(MS はは 25002500 万円万円～～ ))

←←20002000 ～～ 50005000 万円万円

←←350350 ～～ 500500 万万円円

問題点問題点 (1)(1)

1) 調査・分析・機器メンテナンスの　　　　　　　　　　経済的・時間的コスト

3) 水文観測への不安・不備

2) 分析法の習熟度に関する不安

→ 経験者への問合せ窓口必要？　　→水文関係では学会内によい窓口がな

い　　　　→研究グループ集団の創生

これからの研究・分析展望(1)

農業土木の特徴農業土木の特徴 (( 水質研究水質研究 ))

→ ・・水文観測の精度が不十分。水収支がとれない水文観測の精度が不十分。水収支がとれない

これからの研究・分析展望(2)

問題点問題点 (2)(2)

→ ・・水文観測の整備された試験圃場・流域試験圃場・流域の　　　　　　　　　　　　　共同研究・維持共同研究・維持管理管理が重要→ ・・過去 20年を振り返って、

　　　　抜本的な技術的／方法論的進展が　　　　抜本的な技術的／方法論的進展がないない。

・農地・農村・農地・農村中心のフィールド研究フィールド研究・水質・水質＋水量などのフラックスの研究水量などのフラックスの研究

研究の方向性研究の方向性

1)1)自動分析法・省力化－連続モニタリング自動分析法・省力化－連続モニタリング

2)2) ガス成分の分析とフラックス評価ガス成分の分析とフラックス評価

3)3) 土壌養分分析・土壌中の物質移動土壌養分分析・土壌中の物質移動

4)4)微生物などの生物系分野との連携微生物などの生物系分野との連携

5)5) 農薬・環境ホルモンによる汚濁／地農薬・環境ホルモンによる汚濁／地球環境／農業問題との境界領域球環境／農業問題との境界領域

これからの研究・分析展望(3)

1)従来の延長路線 (閉塞閉塞 )

　　　　　→新しい技術的な方法論の導入新しい技術的な方法論の導入

・新たな分析法 ( 高頻度化 )

・水収支フラックスの観測方法・新たな水質・物質測定項目

2)従来の研究場での新 Topic

→①①リサイクル・浄化・環境ホルモンなどのリサイクル・浄化・環境ホルモンなどの化学物質など、②対象の拡大化学物質など、②対象の拡大 (( 土壌・大気土壌・大気 ))

方向性を決めるもの

分析の観点からは分析の観点からは 22極化が進行極化が進行

1)ICP 、 MS( 質量分析計 ) 、 LC-MS 、GC-MS など高価な機材を要する特高価な機材を要する特異物質の計測と環境中での追跡異物質の計測と環境中での追跡

2) モニタリングの重要性の増大　←第第 55次水質規制次水質規制や TMDLsTMDLs 等の面源管理面源管理

　→自動分析法・現地観測機器の導入→自動分析法・現地観測機器の導入

これからの研究・分析展望(4)

1)1) センサ　センサ　ー半導体技術の応用・微小化ー半導体技術の応用・微小化　・ ISFETISFET － pH 計のみ実用化

2)2)半導体技術の応用　　　　　 (国策としてのナノテクノロジ・新技術推進 )

　・・ μ-TASμ-TAS 　－ (考え方として )　　　　　　　ラボ・オン・チップなどへの応用　・・キャピラリーを用いたクロマトグラフ・キャピラリーを用いたクロマトグラフ・ CE(C)CE(C)

法法　　－ポンプやバルブ類のマイクロ化の進行　　－ポンプやバルブ類のマイクロ化の進行　　　　　　　→さらなる微量化・高感度化へ

注目すべき分析技術の動向

ダウン・サイジンダウン・サイジンググ

組込組込 (( オンライオンラインン )) 化化

1)1) 環境シミュレーションへの対応環境シミュレーションへの対応

解決すべき課題(1)

・欧米では流域の水質管理などで進展　　－ GISベースの水文モデル＋水質モデル　　　　　　　　　　　　研究だけでなく行政ツールに・詳細なデータ蓄積・モニタリングの進展　　　　　　　　　　　　←日本よりも深刻←日本よりも深刻な水質被害な水質被害 ↓

新しいモニタリング技術・アプ新しいモニタリング技術・アプローチの必要ローチの必要

2)2)広域水管理・流域管理と物質循環の把握広域水管理・流域管理と物質循環の把握

解決すべき課題(2)

・環境保全・浄化も考慮した広域の物質循環の把　握が必要・ベースとなる流域データの蓄積・詳細なデータ・　モニタリングの進展が重要・ガス態の移動・土壌吸着などのフラックスの計　　測評価

↓

①①関連分野の研究者の関連分野の研究者の共同研究共同研究が必要が必要

②②新しいモニタリング技術の必要新しいモニタリング技術の必要